L’animation sans caméra désigne une technique d’animation d’image par image avec des modifications physiques sur support pelliculaire d’un film. Autrement dit, les dessins sont directement inscrits sur le support film.

C’est le français Émile Reynaud qui découvre la technique grâce à son Théâtre optique, un dispositif qui permet de projeter sur un écran des vignettes peintes.

Dans le cas d’une image cadrée, les motifs sont reproduits sur chaque photogramme.

Au début du XXe siècle l’animation demeure un espace d’expérimentations, et des artistes avant-gardistes exploitent de nouvelles possibilités à travers le monde, comme le réalisateur James Stuart Blackton qui, en 1906, utilise ce procédé pour réaliser Humorous Phases of Funny Faces, le premier dessin animé sur pellicule photographique.

Norman McLaren expérimente, lui aussi, des techniques d’animation sans caméra : le grattage de pellicule, la peinture sur pellicule, et, plus étonnant encore, la peinture du son sur pellicule, qui consiste à composer la musique en grattant la piste sonore optique.

Dans le cas d'une image non cadrée, il s'agit d'appliquer des textures ou une série de motifs sur de longues bandes de pellicule, ce qui génère des variations abstraites de formes et de couleurs.

La technique est appliquée de nombreuses fois par Norman McLaren, notamment dans Caprice en couleurs.

La gravure sur pellicule est une technique utilisant un film noir ou coloré dans la masse que l'on gratte à l'aide de divers instruments. Elle fait partie de l'animation sans caméra, au même titre que le dessin ou la peinture.

Le Néo-Zélandais Len Lye utilise cette technique dans son film Free Radicals, entamé en 1958 et terminé en 1979, soit après vingt et un ans de travail.

Enfin, citons La Plante humaine de Pierre Hèbert, un long métrage expérimental, sorti en 1996, mêlant prises de vues réelles et gravure sur pellicule pour un résultat des plus surprenants.

La technique n’est pas des plus répandus, et pour cause, elle n’a jamais été standardisée et demeure encore aujourd’hui un terrain d’expérimentation. Intrinsèquement liée aux origines du cinéma, elle n’aura pas su s’émanciper d'un rendu visuel quelque peu désuet et conceptuel, malgré l'énorme potentiel créatif qu'elle permet. Les œuvres d’animation sans caméra sont très élitistes, en ne s’adressant qu’à un public de grands passionnés (ou de curieux), en raison de sa forme souvent proche de l’abstrait, minimaliste, voire de l'inachevé, et d’un mode de production long et fastidieux qui ne facilite ni un développement plus large dans l’industrie ni l’expansion de la discipline auprès des artistes.